RU2741266C1 - Полупроводниковый газоанализатор угарного газа - Google Patents
Полупроводниковый газоанализатор угарного газа Download PDFInfo
- Publication number
- RU2741266C1 RU2741266C1 RU2020120160A RU2020120160A RU2741266C1 RU 2741266 C1 RU2741266 C1 RU 2741266C1 RU 2020120160 A RU2020120160 A RU 2020120160A RU 2020120160 A RU2020120160 A RU 2020120160A RU 2741266 C1 RU2741266 C1 RU 2741266C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- carbon monoxide
- sensor
- sensitivity
- semiconductor base
- gas
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N27/00—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means
- G01N27/02—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance
- G01N27/04—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance
- G01N27/12—Investigating or analysing materials by the use of electric, electrochemical, or magnetic means by investigating impedance by investigating resistance of a solid body in dependence upon absorption of a fluid; of a solid body in dependence upon reaction with a fluid, for detecting components in the fluid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Fluid Adsorption Or Reactions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам для регистрации и измерения содержания оксида углерода. Газовый датчик состоит из полупроводникового основания, выполненного в виде поликристаллической пленки твердого раствора (CdSe)0,5(ZnTe)0,5и непроводящей подложки. Технический результат заключается в том, что заявляемый датчик при существенном упрощении технологии его изготовления позволяет определять содержание оксида углерода с чувствительностью, в несколько раз превышающей чувствительность известных датчиков. 3 ил.
Description
Изобретение относится к области газового анализа, в частности к детектирующим устройствам, применяемым для регистрации и измерения содержания микропримесей оксида углерода и других газов. Изобретение может быть использовано в экологии.
Известен датчик (детектор) по теплопроводности, действие которого основано на различии теплопроводности паров вещества и газа-носителя (Вяхирев Д.А., Шушукова А.Ф. Руководство по газовой хроматографии. М.: Высш.школа, 1987. - С. 211). Однако такой датчик (детектор) чувствителен только к веществам с теплопроводностью, близкой к теплопроводности газа-носителя.
Известен также полупроводниковый газовый датчик на основе оксида индия (In2O.3), легированного оксидами щелочных металлов (γamaura Hiroyuki, Tamaki Jun, Moriya Koji, Miura Norio, Yamazoe Noboru //J. Electrochem. Soc. – 1996. – V.43. N 2. P. 36-37). Он позволяет детектировать 6,7 - 0,05 Па СО во влажном воздухе при 300°С. Недостатком данного устройства является недостаточная чувствительность для контроля содержания оксида углерода, высокая рабочая температура - 300°С и трудоемкость изготовления.
Ближайшим техническим решением к изобретению является газовый датчик влажности газов, состоящий из поликристаллической пленки антимонида индия, легированного селенидом цинка, с нанесенным на ее поверхность металлическими электродами, и непроводящей подложки (Патент RU № 2206083, М. Кл. 7 G01N 27/12, опубл. 10.06.2003).
Недостатком известного устройства является его недостаточная чувствительность при контроле микропримесей оксида углерода. Кроме того, конструкция датчика предполагает при его изготовлении операции напыления металлических электродов и прямых адсорбционных измерений.
Техническим результатом изобретения является повышение чувствительности и технологичности изготовления датчик а.
Указанный технический результат достигается тем, что в известном газовом датчике, содержащим полупроводниковое основание, нанесенное на непроводящую подложку, согласно заявляемому изобретению, полупроводниковое основание выполнено в виде поликристаллической пленки твердого раствора (CdSe)0,5(ZnTe)0,5, нанесенной на непроводящую подложку.
Сущность изобретения поясняется чертежами, где представлены на фиг.1 - конструкция заявляемого датчика, на фиг.2 - изобара адсорбции оксида углерода, свидетельствующая о протекании его химической адсорбции на поверхности полупроводникового основания (CdSe)0,5(ZnTe)0,5, то есть об адсорбционной активности последнего к СО уже при комнатной температуре; на фиг. 3 - градуировочная кривая зависимости изменения рН изоэлектрического состояния поверхности (ΔрНизо) полупроводникового основания в процессе адсорбции при комнатной температуре от начального давления СО (Рсо). Она наглядно указывает на его высокую чувствительность к СО.
Датчик состоит из полупроводникового основания 1, выполненного в виде поликристаллической пленки твердого раствора (CdSe)0,5(ZnTe)0,5 и непроводящей подложки 2 (фиг.1).
Принцип работы такого датчика основан на адсорбционно - десорбционных процессах, протекающих на полупроводниковой пленке, нанесенной на непроводящую подложку, и вызывающих изменение рН изоэлектрического состояния и, соответственно, силы активных центров ее поверхности.
Работа датчика осуществляется следующим образом.
Датчик помещают в находящуюся при комнатной температуре камеру (ею может быть обычная стеклянная трубка), через которую пропускают (или в которой выдерживают) анализируемый на содержание оксида углерода газ. При контакте пропускаемого газа с поверхностью полупроводниковой пленки твердого раствора (CdSe)0,5(ZnTe)0,5 происходит избирательная адсорбция молекул СО и изменение рН изоэлектрического состояния поверхности. С помощью градуировочных кривых можно определить содержание оксида углерода в исследуемой среде.
Из анализа приведенной на фиг.3 типичной градуировочной кривой, полученной с помощью заявляемого датчика и выражающей зависимость ΔрНизо от содержания оксида углерода (Рсо), следует: заявляемый датчик при существенном упрощении технологии его изготовления позволяет определить содержание оксида углерода с чувствительностью, в несколько раз превышающую чувствительность известных датчиков. Существенное упрощение технологии изготовления датчика обусловлено исключением операции нанесения на полупроводниковое основание металлических электродов.
Малые габариты устройства (рабочий объем менее 0,2 см3) в сочетании с малой массой пленки - адсорбента позволяют снизить постоянную датчика по времени до 10-20 мс.
Конструкция заявляемого датчика позволяет также улучшить и другие характеристики: быстродействие, регенерируемость, способность работать не только в статическом, но и в динамическом режиме.
Claims (1)
- Газовый датчик, содержащий полупроводниковое основание, нанесенное на непроводящую подложку, отличающийся тем, что полупроводниковое основание выполнено из поликристаллической пленки твердого раствора (CdSe)0,5(ZnTe)0,5.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120160A RU2741266C1 (ru) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020120160A RU2741266C1 (ru) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2741266C1 true RU2741266C1 (ru) | 2021-01-22 |
Family
ID=74213345
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020120160A RU2741266C1 (ru) | 2020-06-18 | 2020-06-18 | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2741266C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778207C1 (ru) * | 2021-11-17 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый датчик оксида углерода |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190257784A1 (en) * | 2016-11-02 | 2019-08-22 | Lg Chem, Ltd. | Gas Detecting Sensor |
US20190360955A1 (en) * | 2017-03-22 | 2019-11-28 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Erica Campus | Gas sensor and method for manufacturing same |
RU196523U1 (ru) * | 2019-11-19 | 2020-03-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Газочувствительный сенсор на основе углеродных наноструктур |
-
2020
- 2020-06-18 RU RU2020120160A patent/RU2741266C1/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20190257784A1 (en) * | 2016-11-02 | 2019-08-22 | Lg Chem, Ltd. | Gas Detecting Sensor |
US20190360955A1 (en) * | 2017-03-22 | 2019-11-28 | Industry-University Cooperation Foundation Hanyang University Erica Campus | Gas sensor and method for manufacturing same |
RU196523U1 (ru) * | 2019-11-19 | 2020-03-03 | федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет" (Южный федеральный университет) | Газочувствительный сенсор на основе углеродных наноструктур |
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
Kirovskaya I.A. "Creation of new materials for analyzers of ecological purpose" Journal "Modern problems of science and education", - 2006. - N 3. * |
Kirovskaya, IA et al. "Chemical composition and acid-base properties of the surface of solid solutions (ZnTe) x ( CdSe) 1-x "Journal" Omsk Scientific Bulletin ", 2014 (1 (127)), 32-37. * |
Кировская И.А. "Создание новых материалов для анализаторов экологического назначения" Журнал "Современные проблемы науки и образования", - 2006. - N 3. Кировская, И. А. и др. "Химический состав и кислотно-основные свойства поверхности твердых растворов (ZnTe) x (CdSe) 1-x" Журнал "Омский научный вестник", 2014 г. (1 (127)), 32-37. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2778207C1 (ru) * | 2021-11-17 | 2022-08-15 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Омский государственный технический университет" | Полупроводниковый датчик оксида углерода |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2398219C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2526225C1 (ru) | Газовый датчик | |
RU2565361C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа | |
RU2281485C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик | |
RU2530455C1 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
RU2350936C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2548049C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа | |
RU2395799C1 (ru) | Газоанализатор угарного газа | |
RU2469300C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор | |
RU2326371C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2423688C1 (ru) | Нанополупроводниковый газоанализатор | |
RU2700036C1 (ru) | Газоанализатор угарного газа | |
RU2422811C1 (ru) | Нанополупроводниковый газовый датчик | |
RU2741266C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор угарного газа | |
RU2649654C2 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2666189C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2778207C1 (ru) | Полупроводниковый датчик оксида углерода | |
RU2652646C1 (ru) | Датчик микропримесей аммиака | |
RU2760311C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2631010C2 (ru) | Полупроводниковый анализатор оксида углерода | |
RU2613482C1 (ru) | Полупроводниковый датчик аммиака | |
RU2666576C1 (ru) | Полупроводниковый газоанализатор оксида углерода | |
RU2610349C1 (ru) | Полупроводниковый газовый датчик микропримесей кислорода | |
RU2733799C1 (ru) | Датчик угарного газа | |
RU2739146C1 (ru) | Полупроводниковый датчик оксида углерода |